內啡肽(腦內啡)

內啡肽

腦內啡一般指本詞條

內啡肽(endorphin),亦稱安多芬腦內啡,是一種內成性(腦下垂體分泌)的類嗎啡生物化學合成物激素。它是由腦下垂體(hypophysis)和脊椎動物丘腦下部分泌氨基化合物) 。它能與嗎啡受體結合,產生跟嗎啡、鴉片劑一樣的止痛效果和欣快感。等同天然的鎮痛劑。利用藥物可增加腦內啡肽的分泌效果。

內啡肽是體內自己產生的一類內源性的具有類似嗎啡作用肽類物質。 這些肽類除具有鎮痛功能外,尚具有許多其它生理功能,如調節體溫、心血管呼吸功能。內啡肽是具有嗎啡樣活性的神經肽的總稱。

基本介紹

  • 中文名:內啡肽
  • 外文名:endorphin
  • 適用領域醫學
  • 所屬學科生物學
  • 別名:安多芬、腦內啡
  • 類型:內成性類嗎啡生物化學合成物激素
  • 發現時間:1975年
發展歷史,類型,產生途徑,運動,大笑,合成過程,作用機理,作用,鎮痛作用,對動物的情緒和行為產生影響,對垂體激素分泌產生影響,系統,

發展歷史

1970年,在一場騎馬事故後,一名神經科學的研究生Candace Pert躺在醫院的病床上,不斷地接受嗎啡注射,這是一種從鴉片類植物中提取的止痛藥。這個經歷使她有了強烈的好奇心,想知道嗎啡的作用是怎么產生的。幾年後,她和Solomon Snyder 發現嗎啡通過和腦部某些特殊受體結合來產生效果,震驚了整個科學界(Pert& Snyder, 1973年)。
內啡肽
含內啡肽的神經元
1975年,腦內啡分別由兩組獨立的研究人員同時發現。蘇格蘭的約翰‧休斯(John Hughes)及漢斯‧科斯特利茲(Hans Kosterlitz)首次由豬只的腦袋中發現有α(alpha)、β(beta)及γ(gamma)3種腦內啡。當時他們稱它為enkephalins(由大腦的希臘文εγκέφαλος 變化而成)。
同一時間,另一組美國研究人員Rabi Simantov和Solomon H. Snyder在牛的腦袋中發現腦內啡。埃里‧西門(Eric Simon)(日後發現人類體內的嗎啡受體)把它稱為腦內啡,是內生嗎啡的縮寫。事實上嗎啡本身並不是肽,但近期的研究發現,人類或動物的肌肉細胞組織能產生嗎啡。

類型

內啡肽有3種,即α-內啡肽、β-內啡肽和y-內啡肽(endorphin),它們由同一前體——促黑素促皮質激素原(含265個胺基酸殘基)轉變而來。其中β-內啡肽(31肽)的鎮痛作用最強,而α-內啡肽(16肽)和γ-內啡肽(17肽)除具有鎮痛作用外,還對動物行為調節起作用。a-內啡肽和y-內啡肽對動物的行為效應正好相反。

產生途徑

運動

有科學研究表明,人的大腦在運動中會產生“內啡肽”,這種物質與人心情的好壞息息相關。當運動達到一定量時,人體內的內啡肽分泌會增多,在內啡肽的激發下,人們會感到快樂和滿足,可以幫助人排遣壓力和不快。

大笑

大笑1分鐘可以牽動13塊肌肉,使機體產生內啡肽。內啡肽是一種天然的鎮靜劑。如果長期堅持每天笑3次,每次3分鐘,能增強血管彈性,刺激機體釋放內啡肽。

合成過程

內啡肽的前體基本在垂體中產生而α、β、γ-內啡肽都是阿黑皮素原的片段。在反面高爾基網(Trans-Golgi Network,TGN)中,阿黑皮素原與一種重組蛋白——羧肽酶E(carboxy peptidaseE,CPE)結合。羧肽酶E促進阿黑皮素原轉運到未成熟的出芽囊泡中。在哺乳動物中,激素原轉換酶1(prohormone convertase1,PC1)將阿黑皮素原裂解為腎上腺皮質激素(adrenalcortical hormone,ACTH)和β-促脂素(β-lipotropin,β-LPH)。β-促脂素被不斷裂解成不同的肽類,包括α-內啡肽、β-內啡肽和γ-內啡肽。

作用機理

在身體受到一定刺激後,內啡肽會被釋放出來,內啡肽通過與阿片受體結合釋放信號行使神經功能。阿片受體分別含有不同的亞型,內啡肽與不同阿片受體結合以產生不同的生物效應。內源性阿片受體主要有G蛋白偶聯受體(GProtein-Coupled Receptors,GPCRs):μ(μ opioid receptor,MOPR)、δ(δ opioid receptor,DOPR)、κ(κ opioid receptor,KOPR)和痛敏肽受體(nociceptin opioid receptor,NOPR四種。

作用

內啡肽參與了許多與痛有關的行為反應。例如:孕婦胎盤血流中的內啡肽水平在臨近分娩時會上升,這會減輕生產時的疼痛;長跑者和一些運動員體內的內啡肽水平也會有所增高,這會增強劇烈運動時抵禦不適和疼痛的能力;厭食女子的體內也有高水平的內啡肽,其體重恢復正常時水平會下降,這可以解釋為什麼有些厭食女子在飢餓後會報告感覺很好,並有一種情不自禁地想進行身體鍛鍊的傾向。研究發現,實驗室大鼠喜歡吃朱古力,但注射納洛酮後朱古力就吃得少了。據推測,吃朱古力帶來的愉悅可能與內啡肽的釋放有一定關係。

鎮痛作用

內啡肽有輕度鎮痛作用,針刺使大鼠腦組織中內啡肽含量增高,可誘導鎮痛.,內啡肽含量增高,鎮痛效果也隨之增強。患有慢性疼痛病症的病人內啡肽水平較低,通過電針炙提高內啡肽含量可緩解疼痛。臨床中安慰劑的鎮痛效應由內啡肽起到調節作用。

對動物的情緒和行為產生影響

動物實驗,α-內啡肽可使動物鎮靜,β-內啡肽可使動物動作僵硬、運動減少、抽搐、鼠甩尾反射減少,γ-內啡肽能使正常馴服的大鼠變得狂暴而憤怒。

對垂體激素分泌產生影響

內啡肽可抑制多巴胺神經元的活動,轉而促進催乳素釋放因子分泌,從而促進垂體前葉分泌催乳素和生長激素,在正常情況下起著生理調節作用。垂體後葉激素(抗利尿激素和催產素)的釋放,也受垂體中間葉內啡肽的調節。

系統

從70年代開始,Gilbert等發現應激反應能引起機體特殊部位分泌多種內源性阿片肽,並與不同的受體結合。經過不斷努力,共發現了五種阿片受體,分別是μ受體、δ受體、κ受體、σ受體和ε受體,其中μ受體又分為μ1和μ2受體。這些受體分布在痛覺傳導區以及與情緒和行為有關的區域,集中分布在導水管周圍灰質、內側丘腦杏仁核和脊髓膠質區。這些複雜的受體可以被不同的激動劑激活,產生不同的生物效應。例如主要分布於腦幹的μ受體被嗎啡激活後,可產生鎮痛和呼吸抑制等作用,而主要分布於大腦皮質的κ受體只產生鎮痛作用而不抑制呼吸。與阿片受體發生特異性結合內源性肽類物質有內啡肽、腦啡肽強啡肽,它們廣泛存在於腦、垂體胎盤、胃腸道和血漿中,表現出明顯的阿片活性,並參予與性格、情緒和行為有關的腦功能活動。內啡肽有α、β、γ、δ四種類型。其中β內啡肽大量存在於垂體中。腦啡肽是內源性阿片樣物質中兩種特殊的五肽化合物:亮氨酸甲硫氨酸腦啡肽,含有與嗎啡相似的活性基團。在離體突觸阿片結合測定中,腦啡肽、α內啡肽和γ內啡肽具有同嗎啡一樣的活性,而β內啡肽的活性則5~10倍於嗎啡。內啡肽的鎮痛作用只在大腦內給予時方能見到,但尚未證實外周給藥是否有鎮痛活性。內源性肽類物質、阿片受體和內啡肽神經元共同組成了內啡肽系統
內啡肽(腦內啡)
應激的心理及生理中介機制
80年代,根據免疫學分析,人們搞清了三個內源性肽類物質前體分子的DNA序列,分別命名為腦啡肽原 、ACTH/內啡肽原和強啡肽原。與典型的肽激素相似,阿片類前體無生物活性,依靠酶分解轉化才能產生具有活性的分子。所有天然內啡肽的始端都有四個相同的胺基酸,即酪–甘–甘–苯丙氨酸Tyr-Gly-Gly-Phe)。各種內啡肽性質的不同,反映出除這部分以外其它結構的延伸。 應激激素以免疫系統作為標靶已逐步引起重視。手術或創傷後,患者常出現免疫功能的紊亂,這可能與內啡肽有一定關係。Shavit等指出,白細胞代謝產物能直接刺激垂體ACTH和β–內啡肽的釋放,阿片製劑作用於中樞神經系統會 影響機體免疫功能,從而提出了免疫-阿片類物質相互作用的理論。
阿片製劑和類阿片物質可與單核細胞粒細胞淋巴細胞補體相結合,ACTH和類阿片物質已在淋巴細胞、漿細胞巨噬細胞血小板中檢出。白細胞干擾素雖不能從類阿片物質前體因子中衍生,但在結構上與其十分相似,並具有類阿片肽或ACTH相似的生物效應。在離體試驗中阿片類藥物會影響免疫功能的測定,而在體內試驗時,如果注用阿片製劑或其他拮抗藥也能改變免疫過程和結果。
對異物抗原敏感的免疫系統能激發神經-內分泌的一系列連鎖反應。在這個過程中阿片類物質也起著作用,甚至由此而造成感染性休克。臨床已套用納洛酮治療臨床感染性休克,顯示了一定的療效。
內啡肽反應
內啡肽相關反應
描述
與應激反應
心臟手術是很強的應激反應過程麻醉、疼痛、體外循環非生理性灌注、血流動力學的改變、低溫、血液稀釋、血液與異物表面的接觸、肝素化等一系列刺激均會影響機體的神經體液反應,引起應激激素的分泌增多,導致機體生理功能的改變。如何調節應激反應的程度,是維持機體內環境穩定的重要因素。
Hynyne等發現體外循環心臟手術中血漿的β-內啡肽的水平增高;Lacoumenta等同時測定了體外循環過程中的β-內啡肽、促腎上腺皮質激素(ACTH)、生長激素(HGH)、糖皮質激素胰島素等的水平,指出應激反應時激素分泌的顯著變化。這些變化在麻醉誘導、切皮時以及體外循環中達到高峰,術後可逐漸恢復。Guillemin等[6]研究發現,手術引起應激反應時,β-內啡肽合成增多的同時伴有ACTH的分泌。β-內啡肽和ACTH均來源於垂體,受促腎上腺皮質激素釋放因子CRF)的調節,並受腎上腺的反饋控制。CRF、β-內啡肽和ACTH均自律性地保持內穩態的穩定和調控疼痛。Bloom的研究表明,腦啡肽在腦內的存在比內啡肽更為廣泛,它與β-內啡肽的濃度無相關關係
因為內啡肽調節應激引起的鎮痛狀態,所以可以用以血漿內啡肽水平來推斷中樞類阿片通路活性的大致情況。手術創傷後臨床上的疼痛程度可以用測定血漿內啡肽判定。但由於許多內啡肽系統的動態成分以及各部位的複雜排列,所以用簡單的方法難以進行解釋。使用的β–內啡肽的放射免疫分析法可以測定。
跑步愉悅感
「跑步者的愉悅感」(runner's high)是指當運動量超過某一階段時,體內便會分泌腦內啡。長時間、連續性的、中量至重量級的運動、深呼吸也是分泌腦內啡的條件。長時間運動把肌肉內的糖原用盡,只剩下氧氣,腦內啡便會分泌。這些運動包括跑步,游泳,越野滑雪長距離划船,騎腳踏車,舉重,有氧運動舞或球類運動
吃辣的快感
辣味會在舌頭上製造痛苦的感覺,為了平衡這種痛苦,人體會分泌內啡肽,消除舌上痛苦的同時,在人體內製造了類似於快樂的感覺,而我們把這種感覺誤認為來自辣味本身,所以,很多人喜歡辣味食物。
唱嘹亮歌曲
唱嘹亮的歌曲也有助於內啡肽的產生。

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